Черная дыра – самый загадочный объект во Вселенной. Черная дыра планета
Черная дыра – самый загадочный объект во Вселенной
Бескрайняя Вселенная полна тайн, загадок и парадоксов. Несмотря на то, что современная наука сделала огромный скачок вперед в исследовании космоса, многое в этом бескрайнем мире остается непостижимым для человеческого мировосприятия. Нам достаточно много известно о звездах, туманностях, скоплениях и планетах. Однако на просторах Вселенной встречаются такие объекты, о существовании которых мы можем только догадываться. Например, о черных дырах нам известно крайне мало. Основные сведения и знания о природе черных дыр строятся на предположениях и догадках. Астрофизики, ученые-атомщики бьются над этим вопросом уже не один десяток лет. Что же такое черная дыра в космосе? Какова природа подобных объектов?
Черная дыра
Говоря о черных дырах простым языком
Чтобы представить, как выглядит черная дыра, достаточно увидеть хвост уходящего в туннель поезда. Сигнальные фонари на последнем вагоне по мере углубления поезда в туннель, будут уменьшаться в размерах, пока совсем не исчезнут из поля зрения. Другими словами — это объекты, где в силу чудовищного притяжения исчезает даже свет. Элементарные частицы, электроны, протоны и фотоны не в состоянии преодолеть невидимый барьер, проваливаются в черную бездну небытия, поэтому такая дыра в пространстве и получила название — черная. Нет внутри нее ни малейшего светлого участка, сплошная чернота и бесконечность. Что находится по ту стороны черной дыры – неизвестно.
Этот космический пылесос обладает колоссальной силой притяжения и в состоянии поглотить целую галактику со всеми скоплениями и сверхскоплениями звезд, с туманностями и с темной материей в придачу. Каким образом это возможно? Остается только догадываться. Известные нам законы физики в данном случае трещат по швам и не дают объяснения происходящим процессам. Суть парадокса заключается в том, что в данном участке Вселенной гравитационное взаимодействие тел определяется их массой. На процесс поглощения одним объектом другого не оказывают влияния их качественный и количественный состав. Частицы, достигнув критического количества на определенном участке, входят в другой уровень взаимодействия, где гравитационные силы становятся силами притяжения. Тело, объект, субстанция или материя под воздействием гравитации начинает сжиматься, достигая колоссальной плотности.
Примерно такие процессы происходят при образовании нейтронной звезды, где звездная материя под воздействием внутренней гравитации сжимается в объеме. Свободные электроны соединяются с протонами, образуя электрически нейтральные частицы — нейтроны. Плотность этой субстанции огромна. Частица материи размером с кусок рафинада имеет вес в миллиарды тонн. Здесь уместным будет вспомнить общую теорию относительности, где пространство и время — величины непрерывные. Следовательно, процесс сжатия не может быть остановлен на полпути и поэтому не имеет предела.
Схема черной дыры
Потенциально черная дыра выглядит как нора, в которой возможно существует переход из одного участка пространства в другой. При этом свойства самого пространства и времени меняются, закручиваясь в пространственно-временную воронку. Достигая дна этой воронки, любая материя распадается на кванты. Что находится по ту стороны черной дыры, этой гигантской норы? Возможно, там существует другое иное пространство, где действуют другие законы и время течет в обратном направлении.
В разрезе теории относительности теория черной дыры выглядит следующим образом. Точка пространства, где гравитационные силы сжали любую материю до микроскопических размеров, обладает колоссальной силой притяжения, величина которой возрастает до бесконечности. Появляется складка времени, а пространство искривляется, замыкаясь в одной точке. Поглощенные черной дырой объекты не в состоянии самостоятельно противостоять силе втягивания этого чудовищного пылесоса. Даже скорость света, которой обладают кванты, не позволяет элементарным частицам преодолеть силу притяжения. Любое тело, попавшее в такую точку, перестает быть материальным объектом, сливаясь с пространственно-временным пузырем.
Поглощение объектов черной дырой
Черные дыры с точки зрения науки
Если задаться вопросом, как образуются черные дыры? Однозначного ответа не будет. Во Вселенной достаточно много парадоксов и противоречий, которые невозможно объяснить с точки зрения науки. Теория относительности Эйнштейна позволяет только теоретически объяснить природу подобных объектов, однако квантовая механика и физика в данном случае молчат.
Пытаясь объяснить законами физики происходящие процессы, картина будет выглядеть следующим образом. Объект, образуется в результате колоссального гравитационного сжатия массивного или сверхмассивного космического тела. Этот процесс носит научное название — гравитационный коллапс. Термин «черная дыра» впервые прозвучал в научной среде в 1968 году, когда американский астроном и физик Джон Уиллер пытался объяснить состояние звездного коллапса. По его теории, на месте массивной звезды подвергнувшейся гравитационному коллапсу возникает пространственный и временной провал, в котором действует постоянно растущее сжатие. Все, из чего состояла звезда, уходит внутрь себя.
Эволюция черной дыры
Такое объяснение позволяет сделать вывод, что природа черных дыр никоим образом не связана с процессами, происходящими во Вселенной. Все, что происходит внутри этого объекта, никак не отражается на окружающем пространстве при одном «НО». Сила гравитации черной дыры настолько сильна, что искривляет пространство, заставляя вращаться галактики вокруг черных дыр. Соответственно становится понятна причина, почему галактики принимают форму спиралей. Сколько понадобится времени на то, чтобы огромная галактика Млечный путь исчезла в бездне сверхмассивной черной дыры, неизвестно. Любопытен факт, что черные дыры могут возникать в любой точке космического пространства, там, где для этого созданы идеальные условия. Такая складка времени и пространства нивелирует те огромные скорости, с которыми вращаются звезды и перемещаются в пространстве галактики. Время в черной дыре течет в другом измерении. Внутри этой области никакие законы гравитации не поддаются интерпретации с точки зрения физики. Такое состояние называется сингулярностью черной дыры.
Состав черной дыры
Черные дыры не проявляют никаких внешних идентификационных признаков, об их существовании можно судить по поведению других космических объектов, на которые воздействуют гравитационные поля. Вся картина борьбы не на жизнь, а на смерть происходит на границе черной дыры, которая прикрыта мембраной. Эта мнимая поверхность воронки называется «горизонтом событий». Все, что мы видим до этой границы, осязаемо и материально.
Сценарии образования черных дыр
Развивая теорию Джона Уиллера, можно сделать вывод, что тайна черных дыр скорее не в процессе ее формирования. Образование черной дыры возникает в результате коллапса нейтронной звезды. Причем масса такого объекта должна превосходить массу Солнца в три и более раз. Нейтронная звезда сжимается до тех пор, пока ее собственный свет уже не в состоянии вырваться из тесных объятий силы притяжения. Существует граничный предел в размере, до которого может сжиматься звезда, давая рождение черной дыре. Этот радиус называется гравитационным радиусом. Массивные звезды на финальной стадии своего развития должны иметь гравитационный радиус в несколько километров.
Гравитационный коллапс
Сегодня ученые получили косвенные доказательства присутствия черных дыр в десятке рентгеновских двойных звездах. У рентгеновских звезд, пульсара или барстера нет твердой поверхности. К тому же их масса больше массы трех Солнц. Нынешнее состояние космического пространства в созвездии Лебедя – рентгеновская звезда Лебедь Х-1, позволяет проследить процесс образования этих любопытных объектов.
Исходя из исследований и теоретических предположений, сегодня в науке существует четыре сценария образования черных звезд:
- гравитационный коллапс массивной звезды на финальном этапе ее эволюции;
- коллапс центральной области галактики;
- формирование черных дыр в процессе Большого взрыва;
- образование квантовых черных дыр.
Первый сценарий является самым реалистичным, однако то количество черных звезд, с которым мы знакомы на сегодняшний день, превышает количество известных нейтронных звезд. Да и возраст Вселенной не настолько большой, чтобы такое количество массивных звезд смогло пройти полный процесс эволюции.
Эволюция звезд- образование черной дыры
Второй сценарий имеет право на жизнь, и тому существует яркий пример – сверхмассивная черная дыра Стрелец А*, приютившаяся в центре нашей галактики. Масса этого объекта 3,7 массы Солнца. Механизм этого сценария схож со сценарием гравитационного коллапса с той лишь разницей, что коллапсу подвергается не звезда, а межзвездный газ. Под воздействием гравитационных сил происходит сжатие газа до критической массы и плотности. В критический момент материя распадается на кванты, образуя черную дыру. Однако эта теория вызывает сомнения, так как недавно астрономы Колумбийского университета выявили спутники черной дыры Стрелец А*. Ими оказалось множество мелких черный дыр, которые вероятно образовались другим способом.
Черная дыра в центре галактики
Третий сценарий больше теоретический и связан с существованием теории Большого взрыва. В момент образования Вселенной часть материи и гравитационные поля претерпели флуктуацию. Другими словами, процессы пошли другим путем, не связанным с известными процессами квантовой механики и ядерной физики.
Последний сценарий ориентирован на физику ядерного взрыва. В сгустках материи в процессе ядерных реакций под влиянием гравитационных сил происходит взрыв, на месте которого образуется черная дыра. Материя взрывается внутрь себя, поглощая все частицы.
Существование и эволюция черных дыр
Имея приблизительное представление о природе столь странных космических объектов, интересно другое. Какие истинные размеры черных дыр, как быстро они растут? Размеры черных дыр определяются их гравитационным радиусом. Для черных дыр радиус черной дыры определяется ее массой и называется радиусом Шварцшильда. К примеру, если объект имеет массу равную массу нашей планеты, то радиус Шварцшильда в таком случае составляет 9 мм. Наше главное светило имеет радиус в 3 км. Средняя плотность черной дыры, образовавшейся на месте звезды массой 10⁸ масс Солнца, будет близкой к плотности воды. Радиус такого образования составит 300 млн. километров.
Гравитационный радиус
Вероятно, что такие гигантские черные дыры располагаются в центре галактик. На сегодняшний день известны 50 галактик, в центре которых находятся огромные временные и пространственные колодцы. Масса таких гигантов составляет миллиарды масса Солнца. Можно только представить, какой колоссальной и чудовищной силой притяжения обладает такая дыра.
Что касается мелких дырочек, то это мини-объекты, радиус которых достигает ничтожных величин, всего 10¯¹² см. Масса такой крошки составляет 10¹⁴гр. Подобные образования возникли в момент Большого взрыва, однако со временем увеличились в размерах и сегодня красуются в космическом пространстве в качестве монстров. Условия, при которых шло образование мелких черных дыр, ученые сегодня пытаются воссоздать в земных условиях. Для этих целей проводятся эксперименты в электронных коллайдерах, посредством которых элементарные частицы разгоняются до скорости света. Первые опыты позволили получить в лабораторных условиях кварк-глюонную плазму — материю, которая существовала на заре образования Вселенной. Подобные эксперименты позволяют надеяться, что черная дыра на Земле – дело времени. Другое дело, не обернется ли подобное достижение человеческой науки катастрофой для нас и для нашей планеты. Создав искусственно черную дыру, мы можем открыть ящик Пандоры.
Электронный коллайдер
Последние наблюдения за другими галактиками, позволили ученым открыть черные дыры, размеры которых превышают все мыслимые ожидания и предположения. Эволюция, которая происходит с подобными объектами, позволяет лучше понять, от чего растет масса черных дыр, каков ее реальный предел. Ученые пришли к выводу, что все известные черные дыры выросли до своих реальных размеров в течение 13-14 млрд. лет. Разница в размерах объясняется плотностью окружающего пространства. Если у черной дыры достаточно пищи в пределах досягаемости сил притяжения, она растет словно на дрожжах, достигая массы в сотни и тысячи солнечных масс. Отсюда и гигантские размеры таких объектов, расположенных в центре галактик. Массивное скопление звезд, огромные массы межзвездного газа являются обильной пищей для роста. При слиянии галактик, черные дыры могут сливаться воедино, образуя новый сверхмассивный объект.
Виды черных дыр
Судя по анализу эволюционных процессов, принято выделять два класса черных дыр:
- объекты с массой в 10 раз больше солнечной массы;
- массивные объекты, масса которых составляет сотни тысяч, миллиарды солнечных масс.
Существуют черные дыры со средней промежуточной массой равной 100-10 тыс. масс Солнца, однако их природа до сих пор остается неизвестной. На одну галактику приходится примерно один такой объект. Изучение рентгеновских звезд позволило найти на расстоянии 12 миллионов световых лет в галактике М82 сразу две средние по массе черные дыры. Масса одного объекта варьируется в диапазоне 200-800 масс Солнца. Другой объект гораздо больше и имеет массу 10-40 тыс. солнечных масс. Судьба таких объектов интересна. Располагаются они вблизи звездных скоплений, постепенно притягиваясь к сверхмассивной черной дыре, расположенной в центральной части галактики.
Наша планета и черные дыры
Несмотря на поиски разгадки о природе черных дыр, научный мир беспокоит место и роль черной дыры в судьбе галактики Млечный путь и, в частности, в судьбе планеты Земля. Складка времени и пространства, которая существует в центре Млечного пути, постепенно поглощает все существующие вокруг объекты. Уже поглощены в черной дыре миллионы звезд и триллионы тонн межзвездного газа. Со временем дойдет очередь и до рукавов Лебедя и Стрельца, в которых находится Солнечная система, пройдя расстояние в 27 тыс. световых лет.
Черная дыра и Млечный путь
Другая ближайшая сверхмассивная черная дыра находится в центральной части галактики Андромеда. Это около 2,5 млн. световых лет от нас. Вероятно, до того времени, как наш объект Стрелец А* поглотит собственную галактику, следует ожидать слияния двух соседствующих галактик. Соответственно произойдет и слияние двух сверхмассивных черных дыр в одно целое, страшное и чудовищное по размерам.
Совершенно другое дело — черные дыры небольших размеров. Чтобы поглотить планету Земля достаточно черной дыры радиусом в пару сантиметров. Проблема заключается в том, что по своей природе черная дыра совершенно безликий объект. Из ее чрева не исходит никакое излучение, ни радиация, поэтому заметить столь загадочный объект достаточно трудно. Только с близкого расстояния можно обнаружить искривление фонового света, которое свидетельствует о том, что в этом районе Вселенной имеется дырка в пространстве.
Слияние черных дыр
На сегодняшний день ученые установили, что ближайшая к Земле черная дыра — это объект V616 Monocerotis. Чудовище расположено в 3000 световых лет от нашей системы. По своим размерам это крупное образование, его масса составляет 9-13 солнечных масс. Другим близким объектом, несущим угрозу нашему миру, является черная дыра Gygnus Х-1. С этим монстром нас разделяет расстояние в 6000 световых лет. Выявленные по соседству с нами черные дыры, являются частью бинарной системы, т.е. существуют в тесном соседстве со звездой, питающей ненасытный объект.
Заключение
Существование в космосе таких загадочных и таинственных объектов, какими являются черные дыры, безусловно, заставляет нас находиться на стороже. Однако все, что происходит с черными дырами, случается достаточно редко, если брать во внимание возраст Вселенной и огромные расстояния. В течение 4,5 млрд. лет Солнечная система пребывает в состоянии покоя, существуя по известным нам законам. За это время ничего подобного, ни искажения пространства, ни складки времени вблизи Солнечной системы не появилось. Вероятно, для этого нет подходящих условий. Та часть Млечного пути, в которой пребывает система звезды Солнце, является спокойным и стабильным участком космоса.
Земля и черная дыра
Ученые допускают мысль, что появление черных дыр не случайно. Такие объекты выполняют во Вселенной роль санитаров, уничтожающих излишек космических тел. Что же касается судьбы самих монстров, то их эволюция еще до конца не изучена. Существует версия, что черные дыры не вечны и на определенном этапе могут прекратить свое существование. Уже ни для кого не секрет, что такие объекты представляют собой мощнейшие источники энергии. Какая это энергия и в чем она измеряется – это другое дело.
Стивен Хокинг
Стараниями Стивена Хокинга науке была предъявлена теория о то, что черная дыра все-таки излучает энергию, теряя свою массу. В своих предположениях ученый руководствовался теорией относительности, где все процессы взаимосвязаны друг с другом. Ничего просто так не исчезает, не появившись в другом месте. Любая материя может трансформироваться в другую субстанцию, при этом один вид энергии переходит на другой энергетический уровень. Так, может быть, обстоит дело и с черными дырами, которые являются переходным порталом, из одного состояния в другое.
militaryarms.ru
Космос: Наука и техника: Lenta.ru
На планете, вращающейся вокруг черной дыры, может существовать жизнь. К такому выводу пришли чешские физики, опубликовавшие свое исследование на сайте arXiv.org. Кратко суть работы излагает издание New Scientist. «Лента.ру» рассказывает подробности исследований ученых, посвященных возможности жизни вблизи черных дыр.
Гравитационный объект может быть дружелюбнее, чем ожидается. Планета, вращающаяся вокруг черной дыры, подобно Миллеру из научно-фантастического фильма режиссера Кристофера Нолана «Интерстеллар», может поддерживать жизнь. По крайней мере, это не противоречит второму началу термодинамики.
Материалы по теме
09:24 — 20 ноября 2014
Оно определяет направление физических процессов. В частности, как показал немецкий физик Рудольф Клаузиус, делает невозможной самопроизвольную передачу (то есть без совершения работы) тепла от более холодного тела более горячему или, что по сути то же самое, уменьшение энтропии (меры беспорядка) изолированной системы.
Согласно второму закону термодинамики, для поддержания жизни необходима разность температур, которая обеспечит источник полезной энергии. Жизнь на Земле также требует такого источника, роль которого играет разница температур между горячим Солнцем и холодным безвоздушным пространством.
В своей статье чешские физики задались вопросом, что будет, если источником энергии послужит разница температур между холодной черной дырой и реликтовым излучением. Несмотря на свое название черные дыры приводят к образованию одних из самых ярких и горячих объектов во Вселенной.
Это связано с наличием аккреционного диска, состоящего из разогретой материи, вращающейся вокруг черной дыры и поглощаемой ею. Это приводит к мощному излучению, которое могут регистрировать обсерватории. Тем не менее температура самой (экстремальной) черной дыры равна нулю кельвинов (не считая ненулевой температуры излучения Хокинга).
Для планеты черная дыра в этом случае может выступать в роли холодного светила. Сам гравитационный объект при этом, по мнению ученых, должен быть достаточно старым и не иметь в своих окрестностях обломков звезд и других небесных тел, которые бы угрожали существованию экзотической жизни на планете.
По сравнению со старой и холодной черной дырой окружающее ее пространство имеет температуру 2,7 кельвина, отвечающую космическому микроволновому фоновому излучению.
Чешские ученые подсчитали, что землеподобная планета, вращающаяся вокруг черной дыры, из-за разницы температур между гравитационным объектом и реликтовым излучением может извлекать около 900 ватт полезной мощности. Этого достаточно для поддержания жизни, но мало для ее зарождения.
Как отмечает Ави Леб из Гарвардского университета, ранее температура реликтового излучения была выше, чем сейчас. Например, спустя 15 миллионов лет после Большого взрыва она равнялась 300 кельвинам (27 градусам Цельсия). Этого достаточно для наличия на гипотетической планете жидкой воды и обеспечения ее 130 гигаваттами полезной мощности.
Материалы по теме
00:08 — 12 января 2016
Последняя величина в миллион раз меньше мощности, которой Солнце обеспечивает Землю. Этого достаточно для поддержания существования сложной жизни на планете, хотя маловероятно, что она успела бы развиться за такой короткий промежуток времени. Для проверки своих расчетов чешские ученые обратились к Миллеру из «Интерстеллара».
В картине планета Миллер вращается вокруг сверхмассивной черной дыры Гаргантюа массой 100 миллионов солнц, удаленной от Земли на 10 миллиардов световых лет. Радиус дыры сравним с радиусом орбиты Земли вокруг Солнца, а окружающий ее аккреционный диск простирался бы далеко за орбиту Марса.
Из-за сильного гравитационного поля черной дыры один час, проведенный на поверхности планеты Миллер, оказывается равен семи годам на Земле, то есть время на ней течет в 60 тысяч раз медленнее, чем на Голубой планете. Энергия фотона пропорциональна его частоте, которая увеличивается в такое же число раз, в какое замедляется время.
Черная дыра с рентгеновским излучением
Фото: JPL-Caltech / NASA
Это приводит к тому, что Миллер будет разогрет до 900 градусов Цельсия, хотя в фильме планета покрыта океаном. На роль жидкости в нем подходит алюминий, а не вода. Условия на Миллере были бы лучше, если бы планета располагалась дальше от Гаргантюа и замедление времени на ней не было бы таким сильным.
С выводами чехов согласен Лоуренс Краусс из Университета штата Аризона, а Леб подчеркивает, что его теория о холодном солнце и горячем небе для поддержания жизни не противоречит науке, но на практике представляется малоосуществимой. Что ждет землян, когда Солнце закончит существование и станет белым карликом?
Спустя сто триллионов лет яркие звезды умрут, и во Вселенной останутся только черные дыры. Разумные существа будут до последнего пытаться черпать энергию от излучения аккреционного диска черной дыры, а не из механизма Леба. «Когда звезды исчезнут, черные дыры станут последним источником энергии во Вселенной», — заключает Краусс.
lenta.ru
7 удивительных фактов о черных дырах | Geo
Черная дыра не всасывает все подряд
Существует мнение, что черные дыры похожи на гигантский космический пылесос и затягивают все на своем пути: планеты, звезды, галактики и свет. Но это не так. Большинство объектов галактики находится слишком далеко, чтобы ощутить притяжение черных дыр.
Черные дыры вытягивают все в спагетти
Границу черной дыры называют «горизонтом событий». После того, как любой объект попадает внутрь, назад дороги нет. Для того, чтобы вырваться из черной дыры, нужно развить скорость больше скорости света, что, как известно на данный момент, невозможно. Поэтому даже свет не может просочиться из черной дыры. Как только объект пересекает горизонт событий, ближайшая к черной дыре сторона начнет ускоряться быстрее, чем дальняя. Все что попадает за горизонт событий становится похоже на лапшу. Ученые даже придумали специальный термин — «спагеттификация».
Черные дыры издают звуки
Когда материя пересекает горизонт событий, раздается булькающий звук — преобразование энергии движения в звуковые волны. В 2003-году в космической рентгеновской обсерватории Чандра астрономы поймали звуковые волны от сверхмассивной черной дыры на расстоянии 250 миллионов световых лет.
Время в черной дыре останавливается
Согласно теории относительности Эйнштейна, по мере приближения к горизонту событий время замедляется, вследствии гравитационного замедления времени. Сила притяжения в черной дыре настолько велика, что она может замедлять время.
Черные дыры могу создавать вселенные
Теоретически это возможно, хотя это еще предстоит изучать. Ряд исследователей предполагает, что огромные сжатые массы в черной дыре могут достичь максимальной точки, после которой начнется расширение или взрыв, похожий на происхождение нашей Вселенной.
В центре нашей галактики находится черная дыра
В центре Млечного пути находится сверхмассивная черная дыра «Стрелец А» и все объекты галактики вращаются вокруг нее. Ее масса в четыре миллиона раз больше массы Солнца, а размер, 25 миллионов километров, сопоставим с орбитой Меркурия и примерно равен диаметру 18 солнц. Ученые предполагаю, что она возникла почти одновременно с нашей галактикой около 13 миллиардов лет назад. Но без паники! Черная дыра «Стрелец А», не поглотит Землю. Млечный путь движется вокруг черной дыры «Стрелец А», как планеты вокруг Солнца. И как наша звезда не способна поглотить Меркурий, Венеру, Землю, Марс и другие планеты системы, так и «Стрелец А» не может затянуть в себя нас. Земля находится в 27 000 световых лет от «Стрельца А». И, как большинство объектов галактики, находится слишком далеко, чтобы ощутить его притяжение.
Черная дыра может исчезнуть
Черные дыры, самые плотные и массивные объекты во вселенной, могут существовать миллиарды лет, но даже они не вечны. В определенный момент любая черная дыра перестает расти и начинает уменьшаться, терять массу до тех пор, пока полностью не испарится.
www.geo.ru
Где находится ближайшая к нам черная дыра?
Знаете поговорку «держи друзей близко, но врагов держи еще ближе»? Так вот, эта поговорка не работает, если говорить о черных дырах. Это злейшие враги, которые только могут быть у человека, и вот их нужно держать как можно дальше. Ведь мы говорим о регионах космоса, в которых вещество упаковано так плотно, что единственный способ убраться оттуда — двигаться быстрее скорости света. Но как вы знаете, ничто не может двигаться быстрее скорости света. Так что убрать не получится.
Подойдите слишком близко к черной дыре — и вы будете спрессованы в бесконечно малую точку.
Однако вы можете находиться далеко от черной дыры и все равно пострадать. Черная дыра протягивает щупальца своей гравитации через световые годы. И если одна из таких подберется слишком близко к нашей Солнечной системе, она посеет хаос на всех наших драгоценных планетах.
Планеты и даже Солнце смешаются, столкнутся или вовсе будут выброшены из Солнечной системы.
И как мы уже выясняли, уничтожить черную дыру невозможно. Все, что вы попытаетесь сделать с ней, лишь сделает ее больше, сильнее, злее. Это воистину вселенское зло. Вам остается только ждать миллиарды лет, пока она не испарится.
Раз так, имеет смысл найти все черные дыры поблизости и выяснить, сможем ли мы эвакуировать эту Солнечную систему по-быстренькому, если потребуется.
Где находятся ближайшие черные дыры?
Существует два типа черных дыр: сверхмассивные черные дыры в сердце каждой галактики и черные дыры звездной массы, которые образуются после смерти массивных звезд (сверхновых).
Со сверхмассивными черными дырами все, по большому счету, понятно. В центре каждой галактики во Вселенной есть одна такая дыра. И в Млечном Пути есть, в 27 000 световых годах от нас. В Андромеде есть — в 2,5 миллиона световых лет и так далее.
Сверхмассивные черные дыры далеко и угрозы для нас не представляют.
Но те, что поменьше, могут быть проблемой. Дело в том, что черные дыры не излучают никакой радиации, они полностью невидимы, поэтому не так-то просто увидеть их в небесах. Единственный способ узнать, что там черная дыра, это подобраться достаточно близко, чтобы увидеть, как искривляется фоновый свет. Ну а если вы уже оказались достаточно близко, чтобы это увидеть, вам крышка.
Ближайшей из известных черных дыр является V616 Monocerotis, известная также как V616 Mon. Находится она в 3000 световых годах от нас и обладает 9-13 массами Солнца. Мы это знаем, поскольку она расположена в бинарной системе со звездой в полмассы Солнца. Только черная дыра может привести к тому, что ее бинарный партнер будет вращаться так быстро. Астрономы не видят эту черную дыру, но знают, что она там, по закрученному гравитационному танцу.
Следующая по близости черная дыра — это классическая Cygnus X-1, расположенная в 6000 световых годах от нас. Она в 15 раз тяжелее Солнца по массе и, опять же, является частью бинарной системы.
И третья по близости черная дыра тоже в бинарной системе.
Начинаете улавливать запах горелого? Реальность в том, что лишь небольшая часть черных дыр входит в бинарные системы, но пока это наш единственный способ их обнаружить. Вероятнее всего, поблизости есть намного больше черных дыр, которые астрономы пока не смогли найти.
Все это звучит жутко, безусловно, и теперь вы, вероятно, будете поглядывать на небо в ожидании этого красноречивого искажения света от надвигающейся черной дыры. Но такие события невероятно редкие.
Солнечная система существует уже более 4,5 миллиарда лет, и все это время планеты чувствовали себя прекрасно, никто им не мешал. Даже если бы черная дыра прошла мимо Солнечной системы в нескольких десятках световых лет, она бы существенно сместила орбиты, и жизни уже бы не было, так что никто бы не отметил этого факта.
Мы не сталкивались с черной дырой миллиарды лет и, вероятно, не столкнемся с ней еще миллиарды или триллионы лет. Но как нам узнать наверняка? Мы ведь не знаем, не прячется ли за углом черная дыра, действительно ли V616 Mon ближайшая из них. И, возможно, никогда не узнаем. И это даже хорошо. Чего переживать зря?
hi-news.ru
Ученые описали три сценария поглощения Земли черной дырой
Фото из открытых источников • Случайно оказавшись слишком близко к черной дыре, вас растянет, как спагетти• Мощное излучение поджарит вас, прежде чем вы «спагеттизируетесь»• Вы даже не успеете заметить, как черная дыра поглотит Землю• И вместе с этим, черная дыра может создать голограмму всей планеты
Черные дыры давно уже вызывают большое волнение и интриги.
После обнаружения гравитационных волн, интерес к черным дырам, безусловно, теперь возрастет.
Неизменным остается один вопрос – что же произойдет с планетой и человечеством, если теоретически предположить, что черная дыра окажется рядом с Землей?
Самым известным последствием соседства черной дыры станет явление под названием «спагеттификация». Короче говоря, если вы окажетесь слишком близко к черной дыре, вас растянет, как спагетти. Этот эффект вызван действием гравитации на ваше тело.
Представьте, что сначала в направлении черной дыры оказались ваши ноги.
Так ваши ноги находятся ближе к черной дыре, они будут чувствовать более сильное притяжение, чем ваша голова.
Хуже того, ваши руки из-за того, что они находятся не в центре вашего тела, будут растянуты в другом направлении, чем ваша голова. Края вашего тела втянутся внутрь. В конечном итоге ваше тело не только растянется, но и станет тонким посредине.
Следовательно, любое тело или другой объект, такой как Земля, станет напоминать спагетти задолго до того, как попадет в центр черной дыры.
Что случилось бы, гипотетически, если черная дыра вдруг оказалась бы рядом с Землей?
Те же гравитационные эффекты, которые могут привести к «спагеттификации», тут же начнут вступать в силу. На ту сторону Земли, которая окажется ближе к черной дыре, гравитационные силы будут действовать сильнее, чем на противоположную сторону. Таким образом, гибель всей планеты была бы неминуемой. Ее разорвало бы.
Если бы планета оказалась в радиусе действия сверхмощной черной дыры, мы даже не успели бы ничего заметить, так как она проглотила бы нас в одно мгновение.
Но, прежде чем гром грянет, у нас еще есть время.
Если бы случилась такая неудача, и мы провалились бы в черную дыру, то могли бы оказаться на голографическом подобии нашей планеты.
Интересно, что черные дыры не обязательно черные.
Квазары – это яркие ядра далеких галактик, питающиеся энергией излучения черных дыр.
Они бывают настолько яркими, что превышают мощность излучения всех звезд своих собственных галактик.
Такое излучение проявляется, когда черная дыра пирует над новой материей.
Чтобы было понятно: то, что мы до сих пор можем видеть, это материя, находящаяся вне радиуса действия черной дыры. В радиусе ее действия нет ничего, даже света.
Во время поглощения материи, излучается колоссальная энергия. Именно это свечение видно при наблюдении за квазарами.
Поэтому, объектам, оказавшимся в непосредственной близости к черной дыре, будет очень жарко.
Задолго до «спагеттификации» мощное излучение поджарит вас.
Для тех, кто смотрел фильм Кристофера Нолана «Интерстеллар», перспектива планеты, вращающейся вокруг черной дыры, может быть привлекательна только в одном случае.
Для развития жизни необходим источник энергии или перепад температур. И черная дыра может оказаться таким источником.
Однако, есть одно условие.
Черная дыра должна прекратить поглощать любую материю. Иначе она будет испускать слишком много энергии, чтобы поддерживать жизнь на соседних мирах. На что будет похожа жизнь в таком мире (при условии, что он будет находиться не слишком близко, иначе «спагеттизируется»), но это уже другой вопрос.
Количество энергии, которую будет получать планета, скорее всего, будет крошечным по сравнению с тем, что получает Земля от Солнца.
И среда обитания на такой планете будет довольно странной.
Вот поэтому, при создании фильма «Интерстеллар», Торн консультировался с учеными для обеспечения точности изображения черной дыры.
Все эти факторы не исключают жизнь, просто у нее довольно жесткая перспектива и очень трудно предсказать, как она будет выглядеть.
planet-today.ru
На глазах у астрономов черная дыра съела планету
Исследователи космических далей увидели уникальное явление, о котором раньше только догадывались: сверхмассивная черная дыра поглотила массивный объект, который мог быть планетой или даже звездой-карликом. Это сообщение поступило от группы астрономов под руководством Марека Николаюка (Marek Nikolajuk) из Белостокского университета в Польше.
Ученые с помощью космической миссии (орбитальной спутниковой обсерватории гамма-лучей, носящей имя INTEGRAL) отождествили очень редкое событие поистине космических масштабов. Оно представляло собой поглощение черной дырой крупного объекта типа планеты.
INTEGRAL является проектом Европейского космического агентства (ЕКА) в сотрудничестве с коллегами из Роскосмоса и НАСА. Предшественником миссии INTEGRAL является ее аналог -комплекс рентгеновской обсерватории XMM-Newton, запущенный ранее, в декабре 1999 года.
Наблюдение черной дыры в центре галактики NGC 4845, расположенной в 47 миллионах световых лет от Земли, оказалось чрезвычайно интересным и продуктивным! Надо сказать, что эта галактика попала в поле зрения астрономов случайно, поскольку исследовались области соседних с ней галактик. Но яркое свечение в рентгене ядра галактики NGC 4845 не осталось незамеченным!
Астрономы заметили происходящее с черной дырой почти случайно, исследуя рентгеновское излучение соседних с NGC 4845 галактик за 2011 год. Просто ядро NGC 4845 ярко светилось в рентгеновском диапазоне.
"Эта галактика оставалась спокойной как минимум 20-30 лет", — констатирует Марек Николаюк. И вдруг поток рентгена из ядра ранее спокойной галактики NGC 4845 резко возрос, дальнейшее исследование рентгеновского спектра "двухстадийной" вспышки позволило определить возможные причины и построить сценарий незаурядного космического катаклизма. Первый пик свечения был вызван частичным разрушением и первым поступлением в аккреционный диск черной дыры вещества разрушаемого объекта. Второй пик свечения явился свидетельством поглощения черной дырой массы крупного тела с верхним пределом в 14-30 масс Юпитера. Верхняя оценка соответствует даже массе коричневого карлика. Авторы указывают, что это лишь верхний предел, но фактическая масса может быть гораздо меньшей, как масса обычной планеты вроде Юпитера (планета земного типа маловата для наблюдаемых проявлений второго пика рентгеновского всплеска). Завершен ли окончательно процесс "съедения" черной дырой крупного объекта?
Читайте также: Что таит в себе океан спутника Юпитера?
Известно по данным INTEGRAL, что сверхмассивная черная дыра массой в 300 тысяч солнечных масс разрывает на куски крупную планету (или угасшую звезду, коричневый карлик). Соавтор работы Ролан Вальтер (Roland Walter) из Женевской обсерватории в Швейцарии объясняет особенности катаклизма в галактике NGC 4845: "Это первое наблюдение разрушения объекта, меньшего, чем звезда, черной дырой. По нашим оценкам, только внешние слои экзопланеты типа "юпитер" были съедены черной дырой, что заставило планету "похудеть" на 10 процентов ее массы. По всей видимости, плотное ядро объекта до сих пор обращается вокруг черной дыры".
Отобразить реальную картину происшедшего пока весьма затруднительно по причине невероятной удаленности от арены событий, все-таки 47 миллионов световых лет! Только вариации сияния ядра галактики в рентгеновском излучении говорят о возможных сценариях событий. Сложность структуры поглощаемого объекта могла сильно усложнить ситуацию. Наблюдения в Солнечной системе газовых гигантов говорят о том, что вокруг них вращаются их естественные спутники, некоторые из них достаточно массивны: у Юпитера это Ганимед, у Сатурна — Титан. В Солнечной системе газовые гиганты часто имеют собственные массивные атмосферы и спутники с достаточно плотной атмосферой. Можно предполагать, что ядро галактики NGC 4845 со сверхмассивной черной дырой внутри поглощало некую фрагментированную материю, обеспечившую всплески рентгена.
Читайте также: Новые загадки необъятной Вселенной
Исследование представлено в журнале Astronomy & Astrophysics
Читайте самое интересное в рубрике "Наука и техника"
www.pravda.ru
Земля может попасть в чёрную дыру
Чёрные дыры — самые притягательные небесные тела. Но что, если, вместо того чтобы притягивать ваше внимание фигурально, одна из них начнёт притягивать к себе Землю? О том, что в таком случае может произойти, рассказал британский астрофизик.
Чёрные дыры пользуются непреходящей популярностью в современной культуре. Вряд ли какой-то другой тип космических объектов (кроме астероидов и метеоритов, конечно) привлекает к себе такое количество исследователей и просто интересующихся космосом. Интерес к чёрным дырам подогревают и адронный коллайдер, и недавнее открытие гравитационных волн.
Как раз в связи с последним открытием можно утверждать, что чёрные дыры всё-таки существуют. А значит, мы с ними вполне можем встретиться. Астрофизик Кевин Пимбблет из Халлского университета в Великобритании рассказал, что произойдёт, если в чёрную дыру начнёт падать наша планета. По мнению Пимбблета, существует несколько сценариев развития событий.
Самым интересным и сложным для представления и понимания стал сценарий под названием «спагеттификация». Рассмотрим этот процесс поближе.
Часть нашей планеты, находящаяся ближе к чёрной дыре, будет притягиваться несколько быстрее. Так вещество начнёт постепенно перетекать тонкой струйкой в сторону чёрной дыры, становиться всё тоньше и длиннее. В итоге Земля приобретёт форму бесконечно длинной нити, которая исчезнет из поля зрения на границе горизонта событий. То же самое произойдёт и со всеми объектами на планете. И уже потом, через достаточно большое время, чёрная дыра затянет всё вещество, из которого состоит Земля.
Как будут работать органы чувств человека в это время — неизвестно. Вполне возможно, что при попадании в чёрную дыру земляне не заметят ничего необычного. По крайней мере, если это будет очень крупная чёрная дыра — так уж работает физика горизонта событий.
Другой сценарий предполагает менее оригинальное и более однозначное развитие событий. Если чёрная дыра будет располагаться в центре квазара, планета будет сожжена ещё на подходе. И говорить о каких-либо уникальных физических процессах в данном случае не приходится.
Ну а последний сценарий, предложенный Пимбблетом, кажется совсем фантастичным. По мнению учёного, существует некоторая вероятность, что в результате притяжения Земли чёрной дырой планета не исчезнет навсегда. Нет, известная нам планета будет уничтожена. Но вместо неё появится некая «голограмма», неточная копия.
К сожалению, все варианты сейчас представляют собой неподтверждённые гипотезы. Слишком мало мы знаем о чёрных дырах. Благодаря исследованиям, проведённым при помощи гигантского интерферометра LIGO, мы знаем только, что они существуют. Но что находится в чёрной дыре, за горизонтом событий, и способен ли это представить оперирующий трёхмерным пространством мозг человека — остаётся одной из самых интересных загадок современной науки.
Не пропустите интересные новости в фотографиях:
12millionov.com
